疲劳驾驶预警系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种疲劳驾驶预警系统，该系统包括：传感器、信号处理单元和预警提示系统，其中：传感器贴在驾驶员的眼角处，其与信号处理单元连接，用于根据眼睛的动作产生形变进而产生电信号；信号处理单元与预警提示系统连接，用于对于传感器产生的电信号进行处理，并将处理后的数据发送给预警提示系统；预警提示系统用于根据接收到的数据触发其报警装置进行疲劳报警。本实用新型采用发电机作为传感器来探测驾驶员的疲劳状态，无需外界供电设备，使系统的能耗大大降低；且发电机所有材料都是柔性材料，尺寸很小，使测试元件简单轻便且驾驶员佩戴舒适；通过监测驾驶员的眼皮的眨动情况判断驾驶员的疲劳状态，简单易行且可靠性高。
【专利说明】疲劳驾驶预警系统【技术领域】
[0001]本实用新型属于发电机【技术领域】，尤其是一种疲劳驾驶预警系统。
【背景技术】
[0002]疲劳是一种超过负荷或延长时间的脑力或者体力劳动引起的生理现象,疲劳表现在精力不集中，同时人体的正常反应减慢，交感神经活动减弱，副交感神经增强。驾驶员疲劳驾驶是导致恶性交通事故的重要原因之一。这不仅带来了巨大的经济损失和严重的身体损伤，而且给驾驶员的身心也留下了创伤。
[0003]对于机动车驾驶员，疲劳驾驶预警装置的研究，能够更直接地预防疲劳驾驶的出现，使驾驶员及早发现，避免造成悲剧。对于一些特殊的驾驶员群体，如飞行员，疲劳驾驶预警更为重要，因为在飞行之类的工作领域中，很小的疏忽就有可能引起严重的后果，甚至危及生命。
[0004]现有技术中常用的解决方案有以下几种:一、使用眼动仪来检测驾驶员的眼动信息以得知驾驶疲劳程度；二、使用图像采集设备采集驾驶员的面部信息，然后通过判断驾驶员的眼动和脸部信息辨识驾驶疲劳程度；三、侦测心跳变异趋势并利用算法来辨识驾驶疲劳程度。现有技术的上述解决方案中使用的设备结构复杂，成本昂贵，且都需要消耗电能。
实用新型内容
[0005]为了解决上述问题，本实用新型提出一种疲劳驾驶预警系统，该系统利用柔性发电机作为传感器来探测驾驶员的疲劳状态，以起到疲劳驾驶预警。
[0006]本实用新型所提供的疲劳驾驶预警系统包括:传感器1、信号处理单元2和预警提示系统3，其中:所述传感器I贴在驾驶员的眼角处，其与所述信号处理单元2连接，用于根据眼睛的动作产生形变，进而`产生电信号；所述信号处理单元2与所述传感器I和预警提示系统3连接，用于对于所述传感器I产生的电信号进行处理，并将处理后得到的数据发送给所述预警提示系统3 ;所述预警提示系统3与所述信号处理单元2连接，用于根据接收到的数据触发其报警装置进行疲劳报警。
[0007]其中，所述传感器I为自驱动的柔性发电机。
[0008]其中，所述柔性发电机从下至上依次包括:纳米线生长基底11，下层电极12，纳米线保护层13，纳米线14，上层电极15，整体保护层16。
[0009]其中，所述纳米线生长基底11为柔性薄膜。
[0010]其中，所述柔性薄膜为PDMS薄膜、PMMA薄膜、或PET薄膜。
[0011]其中，所述柔性薄膜具有导电性。
[0012]其中，所述纳米线14为具有压电效应的纳米线状材料。
[0013]其中，所述纳米线保护层13和整体保护层16均为柔性的胶状材料固化而成。
[0014]其中，所述报警装置为发光器和/或蜂鸣器。
[0015]本实用新型所提供的疲劳驾驶预警系统具有的有益效果是:一方面，所述疲劳驾驶预警系统采用发电机作为传感器来探测驾驶员的疲劳状态，无需外界供电器件，从而使得所述疲劳驾驶预警系统简单轻便且节能；另一方面，所述发电机采用柔性材料，且尺寸很小，从而使得驾驶员感觉较为舒适。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型提供的疲劳驾驶预警系统的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型中柔性发电机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0019]图1为本实用新型提供的疲劳驾驶预警系统的结构示意图，如图1所示，所述疲劳驾驶预警系统主要包括三个部分:传感器1、信号处理单元2和预警提示系统3，其中:
[0020]所述传感器I贴在驾驶员的眼角处，其与所述信号处理单元2连接，用于根据眼睛的动作产生形变，进而产生电信号；
[0021]在本实用新型一实施例中，所述传感器I为自驱动的柔性发电机，每当驾驶员的眼睛动作，即处于睁开和闭上的过程中时，柔性发电机产生形变，产生交流的电压和电流，所产生的电压值和电流值在眼睛睁开和闭上的两个过程中，一个为正值，另一个为负值；
[0022]所述信号处理单元2与所述传感器I和预警提示系统3连接，用于对于所述传感器I产生的电信号进行处理，并将处理后得到的数据发送给所述预警提示系统3 ；
[0023]在本实用新型一实施例中，所述处理为分析柔性发电机产生的电压或电流的时间周期；
[0024]所述预警提示系统3与所述信号处理单元2连接，用于根据接收到的数据触发其报警装置进行疲劳报警；
[0025]在本实用新型一实施例中，当所述预警提示系统3检测到眼睛闭上的过程所经历的时间超过临界值，或者眼睛闭合状态所持续的时间超过临界值时，通过发光器和/或蜂鸣器来提醒驾驶员已经进入疲劳驾驶状态。
[0026]利用所述疲劳驾驶预警系统进行疲劳预警时，将传感器I贴在驾驶员的眼角处，每当驾驶员的眼睛动作，即处于睁开和闭上的过程中时，传感器产生形变，从而产生交流的电压和电流，并且所产生的电压值和电流值在眼睛睁开和闭上的两个过程中，一个为正值，另一个为负值。
[0027]将所述传感器I产生的电压和电流传输到信号处理单元2以分析电压或电流的时间周期。
[0028]所述信号处理单元2处理后得到的数据发送给所述预警提示系统3，当所述预警提示系统3检测到眼睛闭上的过程所经历的时间超过临界值，或者眼睛闭合状态所持续的时间超过临界值时，通过发光和/或蜂鸣来提醒驾驶员已经进入疲劳驾驶状态。
[0029]图2为本实用新型中柔性发电机的结构示意图。如图2所示，所述柔性发电机从下至上依次包括:纳米线生长基底11，下层电极12，纳米线保护层13，纳米线14，上层电极15，整体保护层16。[0030]在本实用新型一实施例中，所述纳米线生长基底11为柔性薄膜，进一步地，所述柔性薄膜为PDMS薄膜、PMMA薄膜、或PET薄膜等，且柔性较好，与皮肤接触感觉舒适的薄膜为佳，另外，所述柔性薄膜可以为具有导电性的薄膜，如Al箔、金箔等，若所述柔性薄膜具有导电性，则所述下层电极可省去。
[0031]在本实用新型一实施例中，所述纳米线14为具有压电效应的纳米线状材料，比如ZnO纳米线、ZnS纳米线、GaN纳米线等，较佳地，所述纳米线状材料垂直阵列生长且极性方向相同。
[0032]在本实用新型一实施例中，所述上层电极12、下层电极15由金属制成、如Au、Ag、Cu、Al 等。
[0033]在本实用新型一实施例中，所述纳米线保护层13和整体保护层16均为柔性的胶状材料固化而成，如PMMA、SU-8、PDMS等。
[0034]所述柔性发电机工作时，将所述柔性发电机贴于驾驶员眼角处，当眼睛处于睁开状态时，柔性发电机没有形变；在眼睛的闭合过程中，柔性发电机受到压缩应变，纳米线受到压缩应变后在柔性发电机两端产生电势差，从而产生电流；在眼睛睁开的过程中，柔性发电机恢复原始状态，柔性发电机两端电势差消失，从而产生反向电流。
[0035]以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种疲劳驾驶预警系统，其特征在于，该系统包括:传感器(I)、信号处理单元(2)和预警提示系统(3)，其中: 所述传感器(I)贴在驾驶员的眼角处，其与所述信号处理单元(2)连接，用于根据眼睛的动作产生形变，进而产生电信号； 所述信号处理单元(2 )与所述传感器(I)和预警提示系统(3 )连接，用于对于所述传感器(I)产生的电信号进行处理，并将处理后得到的数据发送给所述预警提示系统(3)； 所述预警提示系统(3)与所述信号处理单元(2)连接，用于根据接收到的数据触发其报警装置进行疲劳报警。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(I)为自驱动的柔性发电机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述柔性发电机从下至上依次包括:纳米线生长基底(11)，下层电极(12)，纳米线保护层(13)，纳米线(14)，上层电极(15)，整体保护层(16)。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述纳米线生长基底(11)为柔性薄膜。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述柔性薄膜为PDMS薄膜、PMMA薄膜、或PET薄膜。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述柔性薄膜具有导电性。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述纳米线(14)为具有压电效应的纳米线状材料。
8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述上层电极(12)、下层电极(15)由金属制成。
9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述纳米线保护层(13)和整体保护层(16)均为柔性的胶状材料固化而成。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述报警装置为发光器和/或蜂鸣器。
【文档编号】G08B21/02GK203520574SQ201320627273
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】杜伟明, 潘曹峰, 王中林 申请人:国家纳米科学中心